冈崎片段_百度百科 声明：百科词条人人可编辑，词条创建和修改均免费，绝不存在官方及代理商付费代编，请勿上当受骗。 冈崎片段，相对比较短的链（大约1000），是在DNA的的不连续合成期间生成的片段，这是Reiji Okazaki在DNA合成实验中添加放射性的前体观察到的。 冈崎片段概述及发现历史 过程中，2条新生链都只能从5‘端向3’端延伸，前导链连续合成,滞后链分段合成，这些分段合成的新生DNA片段称冈崎片段，细菌冈崎片段长度核苷酸残基，真核生物冈崎片段长度100-200核苷酸残基.在连续合成的前导链中，U-糖苷酶和AP内切酶也会在错配碱基U处切断前导链，任何一种合成方向都是从5'向3'方向延伸，而DNA模板链是反向平行的双链，这样在一条链上，DNA合成方向和复制移动方向相同（前导链），而在另一条模板上却是相反的（后滞链）。那么在中新链是如何合成的呢？1968年冈崎（Okazaki）及其同事进行了一系列实验，回答了这一问题。冈崎片段名称就是源自最早发现团队的领导者，也就是冈崎令治与冈崎恒子（一对夫妻）的姓氏。其团队是在研究大肠杆菌中的DNA复制情形时发现此现象。 一组短的DNA片段，是在DNA复制的起始阶段产生的，随后又被连接形成较长的片段。在大肠杆菌生长期间，将细胞短时间地暴露在的中，就可证明冈崎片段的存在。冈崎片段的发现为DNA复制的科恩伯格机理提供了依据。 冈崎片段试验检测 两组实验，一组是脉冲标记实验（pulse-labelingexperiment）。以为材料，在培养时，中加入[3H]标记的dTTP前体(Thymidine)，经30秒后，DNA刚开始复制，分离DNA，然后在碱中沉淀，变性，让新合成的单链和分开，再用CsCl，以的快慢来确定片段的大小，再检测放射标记，结果表明被3H标记的片段，也就是新合成的片段，沉淀系数为20S左右，即都是长Nt的DNA片段，而亲本链要比它大20~50倍；第二组实验是脉冲追逐实验。目的是检测早期合成的DNA片段以后的命运又是如何的？是依然如旧的短片段，还是连接成了长片段。这个实验是先进行标记培养30秒，以后除去同位素继续培养几分钟，再分离DNA在碱中沉淀，检测结果。先合成的（带标记）的DNA不再是短片段，而和总DNA的情况相似，沉淀系数为70S~120S较长的片段，这意味着刚开始合成的片段都是短片段，以后再连接成长片段，人们就把最初合成的短片段称为冈崎片段（Okazakifragment）。 由于这个实验的结果使得人们普遍认为：无论是还是后滞链都是先合成小片段，然后在连成大片段，称为““（discontinuousreplication）。然而由模型预测应该只有一半放射标记存在于小片段中，但实验的结果却全部是小片段DNA，为什么从前导链模板的3′-OH端延伸会不连续合成呢？人们在思考这个问题。1978年Olivera提出了半不连续（semidiscontinuous）复制模型，也就是说前导链上的合成是连续的，只有后滞链上的合成才是半连续的。已经弄清原来是由于细胞内都存在有dTTP和dUTP，而DNApolⅢ却并不能区分它们，因此也会将dUTP加入到DNA中，形成A·U对。那么在DNA中为什么没有U的存在呢？这是因为E.coli细胞里有双重“保险”，防止了U的“混入”。 第一道关是细胞里的dUTPase，它能使dUTP变成dUMP，dUMP是不能作为DNA合成的底物，这样它就不再能加入DNA中。但总还有些漏网之“鱼”，它们还是逃过此关，混入DNA中，这就靠第二道关来清除“异己”，这道关的主角是尿嘧啶N-糖苷酶（uracilN-glycosylase），它可以切断混合的糖苷键，形成无Pu和Py位点（apurinicorapyrimidinic，AP），再由AP内切酶在AP位点切出一个缺口，进一步进行。在细胞内尿嘧啶N-糖苷酶作用较快，而AP酶作用较慢，在新链合成之初约1200bp就有可能掺进一个U，但很快就被尿嘧啶N-糖苷酶切断糖苷键，在AP酶未作用前在脉冲标记实验中就提取了，用NaOH沉淀时，AP位点十分易断裂，所以也成了小片段。以下实验证实了这个解释： (1)在dut-突变体（dUTPase缺失）中冈崎片段比在dut+中为短。这是因为U掺入机会增加；(2)在ung-（尿嘧啶N-缺失）突变体中，新合成的DNA约有一半由片段组成。(3)因为尿嘧啶N-糖苷酶缺失，不会切除U的糖苷链，也就不会出现AP位点，所以碱沉淀时不易断裂，从而保持了半不连续的原貌。 在dut-,ung-双突变体中，结果和实验（2）相同，更进一步证实了此推测。真核冈崎片段的成熟机制比较复杂，由Polδ、RNaseHI、FEN1、Dna2和等多种蛋白质协同通过两种机制加工完成。Polδ的3′→5′活性能替代FEN1，在冈崎片段成熟中通过阻止过量的DNA链替代合成，保证产生能被DNA连接酶连接的具有单一切口两个DNA片段，有利于保持基因组的稳定性。 冈崎片段DNA双链 在DNA双链进行时，在复制点附近新合成的与亲代DNA链互补的DNA片段。 是冈崎令治等（1966）首先发现的。在大肠杆菌约为1千-2千的长度。DNA聚合酶只使脱氧核苷酸在5′→3′的方向重合。而半保留复制在5′→3′方向重合的同时，在3′→5′方向的重合也是不可缺少的。此矛盾由冈崎片段的发现，以及在其基础上的模式而解释了。在复制点，如图所示，首先由DNA聚合酶的作用，在5′→3′方向与亲代DNA分子双方的链互补，由配对重合，形成短的DNA片段，它们再由DNA连接酶的作用而结合起来形成长的DNA分子，并逐渐复制成为DNA双链。 冈崎片段遗传信息 DNA是遗传信息的载体， 故亲代DNA必须以自身分子为模板准确的复制成两个拷贝，并分配到两个子细胞中去，完成其遗传信息载体的使命。而DNA的双链结构对于维持这类的稳定性和复制的准确性都是极为重要的。 冈崎片段DNA的半保留复制 Waston和Click在提出模型时曾就DNA复制过程进行过研究，他们推测，DNA在复制过程中碱基间的首先断裂，双螺旋分开，每条链分别作新链，每个DNA的一条链来自亲代，另一条则是新合成的，故称之为(semiconservativereplication)。 1958年Meselson和Stahl进行了如图8-3-5的实验证明了DNA分子是以半保留方式进行自我复制的。 冈崎片段DNA复制的起始，方向和速度 DNA在复制时，双链成两股分别进行。其复制过程的复制起点呈现叉子的形式，故称。以复制叉向前移动的方向为标准，一条为3’—〉5’走向，在其上DNA能以5’—〉3’方向连续合成，称为(leadingstrand)；另一条模板链为5’—〉3’走向，在其上DNA也是5’—〉3’方向合成，但与复制叉移动的方向正好相反，故随着复制叉的移动形成许多不连续的冈崎片段，最后在连成一条完整的DNA链，该链称为(laggingstrand)。实验证明DNA的复制是由一个固定的起始点开始的。一般把生物体的单个复制单位称为。一个复制子只含一个复制起点。一般说，细菌，病毒即分子均作为单个复制子完成其复制，真核生物基因组可以同时在多个复制起点上进行，即它们的基因组包括多个复制子。多方面的实验结果表明，大多数生物内DNA的复制都是从固定的起始点以双向等速方式进行的。以DNA分子上某一特定顺序为起始点，向两个方向等速生长前进。 冈崎片段DNA复制过程 1．DNA双螺旋的 DNA在复制时，其双链首先解开，形成，而复制叉的形成则是由多种蛋白质及酶参与的较复杂的复制过程 （1）（single—strandedDNAbindingprotein,ssbDNA蛋白）ssbDNA蛋白是较牢固的结合在单链DNA上的蛋白质。ssbDNA蛋白与DNA结合时表现出协同效应：若第1个ssbDNA蛋白结合到DNA上去能力为1，第2个的结合能力可高达103；真核生物细胞中的ssbDNA蛋白与单链DNA结合时则不表现上述效应。ssbDNA蛋白的作用是保证解开的单链在复制完成前能保持单链结构，它以的形式存在于处，待单链复制后才脱下来，重新循环。所以，ssbDNA蛋白只保持单链的存在，不起作用。 （2）（DNAhelicase） DNA解链酶能通过水解ATP获得能量以解开双链DNA。这种分解ATP的活性依赖于单链DNA的存在。如果双链DNA中有单链末端或切口，则DNA解链酶可以首先结合在这一部分，然后逐步向双链方向移动。复制时，大部分可沿滞后模板的5’—〉3’方向并随着复制叉的前进而移动，只有个别解旋酶（Rep蛋白）是沿着3’—〉5’方向移动的。故推测Rep蛋白和特定DNA解链酶是分别在DNA的两条上协同作用以解开双链DNA。 （3）DNA解链过程 DNA在复制前不仅是双螺旋而且处于状态，而超螺旋状态的存在是解链前的必须结构状态，参与解链的除外还有一些特定蛋白质，如大肠杆菌中的Dna蛋白等。一旦DNA局部双链解开，就必须有ssbDNA蛋白以稳定解开的单链，保证此局部不会恢复成双链。两条单链DNA复制的引发过程有所差异，但是不论是还是，都需要一段RNA引物用于开始子链DNA的合成。因此前导链与后随链的差别在于前者从复制起始点开始按5’—3’持续的合成下去，不形成冈崎片段，后者则随着的出现，不断合成长约2—3kb的冈崎片段。 2．冈崎片段与 因DNA的两条链是反向平行的，故在复制叉附近解开的DNA链，一条是5’—〉3’方向，另一条是3’—〉5’方向，两个模板不同。所有已知DNA聚合酶合成方向均是5’—〉3’方向，不是3’—〉5’方向，因而无法解释DNA的两条链同时进行复制的问题。为解释DNA两条链各自子链等速复制现象，日本学者冈崎（Okazaki）等人提出了DNA的半（semidiscontinuousreplication）模型。1968年冈崎用3H脱氧胸苷短时间标记大肠杆菌，提取DNA，变性后用方法得到了许多3H标记的，被后人称作冈崎片段的DNA。延长标记时间后，冈崎片段可转变为成熟DNA链，因此这些片段必然是复制过程中的中间产物。另一个实验也证明DNA复制过程中首先合成较小的片段，即用DNA株进行试验，在连接酶不起作用的温度下，便有大量小DNA片段积累，表明DNA复制过程中至少有一条链首先合成较短的片段，然后再由连接酶链成大分子DNA。一般说，原核生物的冈崎片段比真核生物的长。深入研究还证明，的和的在生物界具有普遍性，故称为的。 3．复制的引发和终止 所有的DNA的复制都是从一个固定的起始点开始的，而DNA只能延长已存在的DNA链，不能从头合成DNA链，新DNA的复制是如何形成的？经大量实验研究证明，DNA复制时，往往先由在DNA模板上合成一段RNA引物，再由聚合酶从RNA引物3’端开始合成新的DNA链。对于来说，这一引发过程比较简单，只要有一段RNA引物，DNA聚合酶就能以此为起点，一直合成下去。对于，引发过程较为复杂，需要多种蛋白质和酶参与。后随链的引发过程由来完成。引发体由6种蛋白质构成，预引体或引体前体把这6种蛋白质结合在一起并和或引物过程酶进一步组装形成引发体。引发体似火车头一样在后随链分叉的方向前进，并在模板上断断续续的引发生成的引物RNA短链，再由II作用合成DNA，直至遇到下一个引物或冈崎片段为止。由RNA酶H降解RNA引物并由DNA聚合酶I将缺口补齐，再由DNA连接酶将每两个冈崎片段连在一起形成DNA.。 冈崎片段端粒和端粒酶 1941年美籍印度人（McClintock）就提出了(telomere)的假说，认为染色体末端必然存在一种特殊结构——端粒已知染色体端粒的作用至少有二：①保护染色体末端免受损伤，使染色体保持稳定；②与相连，使染色体得以定位。 在弄清楚DNA复制过程之后，20世纪70年代科学家对DNA复制时新链5’端的RNA引物被切除后，空缺是如何被填补的提出了质疑。如不填补岂不是DNA每复制一次就短一点。以复制为例，当RNA引物被切除后，冈崎片段之间是由DNA聚合酶I催化合成的DNA填补之，然后再由DNA连接酶将它们连接成一条完整的链。但是DNA聚合酶I催化合成DNA时，需要自由3’—OH作为，最后余下子链的5’无法填补，于是染色体就短了一点。在正常中普遍存在着染色体每复制一次就短一次的现象。人们推测，可能一旦端粒缩短到某一阈限长度以下时，它们就会发出一个警报，指令细胞进入衰老；或许是当细胞判断出它们的染色体已变得太短了，于是分裂也就停止了，造成正常体细胞寿命有一定界限。但是在癌细胞中染色体端粒却一直维持在一定长度上，这是为什么？这是因为DNA复制后，把染色体末端短缺部分补上需要，这是一种含有RNA的酶，它既解决了模板，又解决了引物的问题。在和85%癌细胞中都测出了端粒酶具有活性，但是在正常体细胞中却无活性，20世纪90年代中期，Blackburn首次在原生动物中克隆出端粒酶。 端粒酶在癌细胞中具有活性，它不仅使癌细胞可以不断分裂增生，而且它为癌变前的细胞或已经是癌性的细胞提供了时间，以积累附加的突变，即等于增加它们复制，侵入和最终转移的能力。同时人们也由此萌生了开发以为靶的药物，即通过抑制癌细胞中活性而达到治疗癌症的目的。 至于真核细胞DNA末端的结构特点，早就在1978年Blackburn就以原生动物四膜虫（一种纤毛虫）为例说明之：①迥纹形式的；②仅由C,A组成的简单序列大量重复（C4A2）20~70；③链上有许多缺口（nicks）。以下试题来自： 问答题简答题解释在DNA复制过程中，后随链是怎样合成的。 因为DNA聚合酶只能沿5&&3&方向合成DNA，滞后链不能像前导链那样总是朝着同一方向合成，滞后链是以大量的冈...... 为您推荐的考试题库 你可能感兴趣的试题 1.问答题 E.coli的oriC长245 bp：(1)富含A-T；(2)含有多个回文GATC；(3)有4个9 bp的反向重复序列，3个13 bp正向重复...... 2.问答题 亲本DNA通常发生种属特异的甲基化。在复制之后，两个模板-复制体双链体是半甲基化的。因为半甲基化DNA对细胞膜结合受体比对Dn...... 3.问答题 Dna A：oriC的识别和解链；Dna B和Dna C：解旋酶，解开双链；TopⅡ：复制叉的移动；SSB：使单链稳定；
问题详情 简述维持DNA复制的高度忠实性的机制。你预计前导链复制的忠实性与后随链复制的忠实性会是一样吗？ 悬赏：0&答案豆 提问人：匿名网友 发布时间： 简述维持DNA复制的高度忠实性的机制。你预计前导链复制的忠实性与后随链复制的忠实性会是一样吗？ 您可能感兴趣的试题 1大肠杆菌dnaA蛋白的突变通常是致死型的。对于这种蛋白质功能的研究只能借助于条件致死型突变株。已得到大肠杆菌的一种温度敏感型突变株。这种突变株在18℃能生长的很好，其DNA能正常地进行复制，但在37℃就不能正常地生长，这时候，DNA不能进行复制。有两种结果在确定dnaA蛋白的功能中很有用：其一是体外进行的研究表明使用缺刻的DNA模板不需要dnaA蛋白；其二是将生长在18℃下的突变株放在37℃下培养，DNA复制会继续进行，直到一轮复制结束，以后DNA复制将停止。你从以上观察 中，对dnaA蛋白的功能有什么结论？2大肠杆菌染色体DNA的长度为1.28mm。在最适的条件下，DNA复制一次约需要40分钟(1)在1分钟内，一个复制叉前进的距离是多少？(2)如果复制的DNA以B型DNA存在(10.4bps/turn)，则在一个复制叉内，每分钟有多少核苷酸参入到新合成的链之中？(3)大肠杆菌细胞分裂的时间大约只需要28分钟，那么在28分钟内如何完成子代DNA的复制？(4)如果人的培养细胞(如Hela细胞)DNA的总长度为1.2m，S期持续的时间为5个小时，而复制叉前进的速度为大肠杆菌复制叉前进速度的1/10，则每一个人细胞中约含有多少个复制起始区?(5)以上相连的复制区之间的距离有多少千碱基对(kbps)?(6)什么因素能够保证多个冈崎片段之间按照正确的顺序组装在新合成的DNA链上？3脊椎动物细胞和植物细胞的DNA上的胞嘧啶经常被甲基化形成5-甲基胞嘧啶。在相同的细胞内，发现有一种专门的能够识别错配G-T碱基对并将它们修复为正常的G-C碱基对的修复系统。你认为这种系统存在于含有5-甲基胞嘧啶的DNA的细胞中有什么样的合理性。4在大肠杆菌DNA分子进行同源重组的时候，形成的异源双螺旋允许含有某些错配的碱基对。为什么这些错配的碱基对不会被细胞内的错配修复系统排除？ 我有更好的答案 相关考试课程 请先输入下方的验证码查看最佳答案 图形验证： 验证码提交中…… 找答案会员 享三项特权 找答案会员 享三项特权 找答案会员 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i（kornberg酶） （ 酶单肽链的大分子蛋白质，可被特异的蛋白酶水解为两个片段， 单肽链的大分子蛋白质，可被特异的蛋白酶水解为两个片段， 其中的大片段称为klenow fragment，具有 其中的大片段称为 ，具有5'→3'聚合酶活性和 聚合酶活性和 3'→5'外切酶的活性。 外切酶的活性。 外切酶的活性dna polymerase iii十种亚基组成，其中 亚基具有 亚基具有5'→3'聚合 聚合dna的酶活性， 的酶活性， 十种亚基组成，其中α亚基具有 聚合 的酶活性 具有复制dna的功能；而ε亚基具有 的功能； 亚基具有 亚基具有3'→5'外切酶的活性， 外切酶的活性， 具有复制 的功能 外切酶的活性 复制的校正功能有关。 与dna复制的校正功能有关。 复制的校正功能有关引物酶（ 引物酶（primase） ） 催化引物合成的酶，属于rna聚合酶又不同于转录酶 聚合酶又不同于转录酶， 催化引物合成的酶，属于rna聚合酶又不同于转录酶， 链复制过程中与解旋酶共同作用。 在dna链复制过程中与解旋酶共同作用。 链复制过程中与解旋酶共同作用 引发体(primosome ) 引发体 由解旋酶、引物酶等多种蛋白质组成的蛋白质复合体， 由解旋酶、引物酶等多种蛋白质组成的蛋白质复合体， 结合并能在链模板上移动，可生成rna短片段引物，引 短片段引物， 结合并能在链模板上移动，可生成 短片段引物 聚合酶合成冈崎片段。 导dna聚合酶合成冈崎片段。 聚合酶合成冈崎片段e、引物引导 、基因复制过程需一段rna分子作为引物。 基因复制过程需一段rna分子作为引物。 分子作为引物 rna引物分子特点： 引物分子特点： 引物分子特点 具有3’-oh （自由羟基）； 自由羟基）； 具有 由引物酶基于单链dna为模版合成（由引发体合成）； 为模版合成（ 引发体合成 合成）； 由引物酶基于单链 为模版合成 原核生物中约为10~16个核苷酸，真核生物中约为 个核苷酸； 个核苷酸， 个核苷酸； 原核生物中约为 个核苷酸 真核生物中约为10个核苷酸 与模板dna碱基配对； 碱基配对； 与模板 碱基配对 能被dna聚合酶ⅰ切除（dna复制开始处的几个核苷酸易出现差错 提高复制准确性） 能被 聚合酶ⅰ 复制开始处的几个核苷酸易出现差错…..提高复制准确性） 聚合酶 复制开始处的几个核苷酸易出现差错 提高复制准确性和枯草菌噬菌体φ29dna的复制不需要 的复制不需要rna引物，只利用先导链，且从其一端开始进行复制。 引物， 注：腺病毒dna和枯草菌噬菌体 腺病毒 和枯草菌噬菌体 的复制不需要 引物 只利用先导链，且从其一端开始进行复制。f、忠实复制 、遵守严格的碱基配对规律； 遵守严格的碱基配对规律； dna聚合酶在复制时对碱基的正确选择； 聚合酶在复制时对碱基的正确选择； 聚合酶在复制时对碱基的正确选择 对复制过程中出现的错误及时进行校正。 对复制过程中出现的错误及时进行校正。1.2、dna复制过程 、 复制过程复制起始 1）预引发 ） 解旋解链， 解旋解链，形成复制叉由拓扑异构酶和解链酶作用， 的超螺旋及双螺旋结构解开， 由拓扑异构酶和解链酶作用，使dna的超螺旋及双螺旋结构解开， 的超螺旋及双螺旋结构解开 碱基间氢键断裂，形成两条单链dna。单链 结合蛋白（ 碱基间氢键断裂，形成两条单链 。单链dna结合蛋白（ssb） 结合蛋白 ） 结合在两条单链dna上，形成复制叉。 结合在两条单链 上 形成复制叉。引发体组装： 引发体组装：蛋白因子（如dnab等）识别复制起始点，并与其他蛋白因子 蛋白因子（ 等 识别复制起始点， 以及引物酶一起组装形成引发体。 以及引物酶一起组装形成引发体。2）引发 ）在引物酶的催化下， 为模板， 片段（ 在引物酶的催化下，以dna为模板，合成一段短 为模板 合成一段短rna片段（3'-oh） 片段 ）复制延长 1）dna子链的生成 ） 子链的生成聚合酶的催化下， 亲代dna链为模板，合成 链为模板， 在dna聚合酶的催化下，分别 聚合酶的催化下 分别5‘→3’ 和3‘→5’亲代 亲代 链为模板 子代dna链。 子代 链 原核生物： 聚合酶ⅲ 原核生物：dna聚合酶ⅲ 聚合酶 真核生物： 聚合酶α(延长随从链 真核生物： dna聚合酶 延长随从链 和δ（延长领头链） 聚合酶 延长随从链)和 （延长领头链）2）引发体移动 ）引发体向前移动，解开新的局部双螺旋，形成新的复制叉，随从链重 引发体向前移动，解开新的局部双螺旋，形成新的复制叉， 新合成rna引物，继续进行链的延长。 引物， 新合成 引物 继续进行链的延长。复制终止 1）去除引物，填补缺口 ）去除引物，rna引物水解，聚合酶延长引物缺口处的dna，直到剩下最 引物水解，聚合酶延长引物缺口处的 引物水解 ， 后一个磷酸酯键的缺口。 后一个磷酸酯键的缺口。原核生物： 聚合酶ⅰ 引物， 原核生物：dna聚合酶ⅰ水解 聚合酶 水解rna引物，同时填补缺口 引物 真核生物：特殊核酸酶水解rna引物。dna聚合酶 填补缺口 引物。 聚合酶αδ填补缺口 真核生物：特殊核酸酶水解 引物 聚合酶2）连接冈崎片段 ）连接酶的催化下， 在dna连接酶的催化下，形成最后一个磷酸酯键，将冈崎 连接酶的催化下 形成最后一个磷酸酯键， 片段连接起来，形成完整的dna长链 片段连接起来，形成完整的 长链原核生物和真核生物dna复制区别 原核生物和真核生物 复制区别区别 dna合成的时期 合成的时期 复制起点数 rna引物长度 引物长度 冈崎片段长度前导链与后随链的合成原核生物 整个细胞生长过程 单个 10~16核苷酸 核苷酸 核苷酸 核苷酸聚合酶ⅲ 聚合酶ⅲ同时控制真核生物 细胞周期的s期 细胞周期的 期 多个 10个核苷酸 个核苷酸 100~150核苷酸 核苷酸聚合酶δ控制前导链 聚合酶 控制前导链 聚合酶α控制后随链 聚合酶 控制后随链2、dna的转录 、 的转录trna： 转运 ： 转运rna mrna：信使 ：信使rna rrna： 核糖体 ： 核糖体rna srna： 小分子 ： 小分子rnarna分子 分子复制与转录的区别复制 模板 原料 酶 产物 配对 引物两股全长dna链 dntp dna聚合酶(dddp) 子代dna a-t；g-c 有转录模板链: dna单链的部分(不对称转录) ntp rna聚合酶(ddrp) rna（mrna, trna, rrna ） a-u ；t-a ；g-c 无为模板， 以dna为模板，以核苷三磷酸为底物，在rna聚合酶 为模板 以核苷三磷酸为底物， 聚合酶 转录酶）的作用下，不对称转录生成rna的过程。 的过程。 （转录酶）的作用下，不对称转录生成 的过程dna: a t g c | | | | rna: u a c g dna模板，mg2+/mn2+ 模板， 模板成熟rna 成熟natp ngtp nctp nutp原料rna前体 前体+4nppi 前体rna聚合酶 聚合酶(ddrp) 聚合酶 原核： 原核：全酶 真核： 真核：rna pol i/ii/ⅲ ⅲ条件产物原核生物rna聚合酶全酶 聚合酶全酶 原核生物全酶= 全酶 核心酶 (2α, β’, β)+σ σ ：转录因子，识别起始序列 转录因子， 核心酶:(2α, β’, β) ,转录延长 转录延长大肠杆菌rna聚合酶全酶 聚合酶全酶 大肠杆菌注：此全酶受利福平抑制（专一结合β亚基） 此全酶受利福平抑制（专一结合 亚基） 亚基真核生物rna聚合酶 聚合酶 真核生物三种rna聚合酶特点rna聚合酶 rna pol ⅰ rna pol ⅱ rna pol ⅲ 位置 核仁 核质 核质 产物 相对活性 28s, 18s, 5.8s 50～70% rrnas mrna, hnrna, 20～40% 某些snrnas trna, 5srrna, 某些snrnas ～10% α-鹅膏蕈碱 利福平 ++ + ++ -hnrna-heterogeneous nuclear rna（不均一核内 （不均一核内rna) snrnas-small nuclear rna(核内小 核内小rna) 核内小转录过程1) 起始识别 (recognition) 原核生物结合部： 结合部：-10bp处，含tataat序列 (probnow)盒，rna-pol结合部 处 序列 盒 结合部 识别部： 序列,σ因子的识别部位 识别部：-35bp处，含ttgaca序列 因子的识别部位。 处 序列 因子的识别部位。全酶的形成（原核） 全酶的形成（原核） 酶与模板的结合， 酶与模板的结合，寻找起始序列位点真核生物 结合部： 结合部：tata盒/ hogness框 [-30, -25]bp处 盒 框 处 识别部： 识别部：caat盒[-80, -70]bp处 盒 处 gc盒[-110, -80] bp处 盒 处2)转录起始和延伸 转录起始和延伸(initiation & extension) 转录起始和延伸 酶与启动基因的结合 dna局部解螺旋 局部解螺旋(10-20bp) 局部解螺旋 全酶至转录起始位点， 释放 转录开始,第一个磷酸二 释放， 全酶至转录起始位点，σ释放，转录开始 第一个磷酸二 脂键形成（原核） 脂键形成（原核） 核心酶覆盖双链dna和rna复合物，向前推进，边解螺 复合物， 核心酶覆盖双链 和 复合物 向前推进， 边释放rna链，已转录区重螺旋（原核）。 旋，边释放 链 已转录区重螺旋（原核）。真核生物：过程相似，但由 聚合酶ⅱ 真核生物：过程相似，但由rna聚合酶ⅱ起始，且需转录因子， 聚合酶 起始，且需转录因子， 如tbp, ctf等。 等原 核 生 物3)转录终止（termination) 转录终止（ 转录终止 终止信号（终止子）： 终止信号（终止子）：aa/uga, uag ）： 依赖ρ因子的终止子 附着在新生rna链上，随全 因子的终止子:ρ附着在新生 链上， 依赖 因子的终止子 附着在新生 链上 酶至终止子 不依赖ρ因子的终止子 终止序列中富含g·c碱基对 因子的终止子:终止序列中富含 不依赖 因子的终止子 终止序列中富含 碱基对 其下游6-8个 上的茎环(发夹 ，其下游 个a(polya).rna上的茎环 发夹 结构 上的茎环 发夹)结构原 核 生 物真核生物: 加尾信号(dna上aataaa+富含 富含g.t序列 序列) 真核生物 加尾信号 上 富含 序列原核与真核转录的区别原核 聚合酶种类 起始 延长 终止 后加工 1 σ因子识别起始点,rna-pol与模板结 合 核心酶滑动 依赖ρ因子 ρ因子阻止 不依赖ρ因子 mrna发夹结构阻止 mrna不加工trna、rrna需加工 真核 3 需tf与启动子结合后协 助rna-pol与模板结合 rna-pol滑动 加尾信号提示mrna加 polya尾、并在尾后切断 mrna、trna、rrna均 加工3、dna序列翻译 、 序列翻译翻译(translation)：以mrna为模板，以氨 ： 为模板， 翻译 为模板 基酸为底物，在核糖体上通过各种trna， 基酸为底物，在核糖体上通过各种 ， 酶和辅助因子的作用，合成多肽的过程。 酶和辅助因子的作用，合成多肽的过程。mrna: 5’- aug.gug. uuu…-3’ 密码子 氨基酸: 氨基酸 3’- try – val – phe –.-5’ 简并性 每个氨基酸有多个密码子 但色氨酸(ugg)，甲硫氨酸 但色氨酸 ，甲硫氨酸(aug) 通用性和特殊性 线粒体: 线粒体 aua—met (非ile) 非 uga—trp (非终止密码） 非终止密码） 非终止密码 aga,acg终止密码子 非arg） 终止密码子(非 终止密码子 ） aua, auu可为起始密码子 可为起始密码子 密码子与反密码子互作三联体密码（ 三联体密码（triplet codon)具有摆动性， 具有摆动性，简并性反密码子： 反密码子：3’-cgg-5’ 密码子： 5’-gcc-3’ 密码子：决定反密码子识别密码子的多少 a/c:一种密码子 一种密码子 g/u：两种密码子 ： i：识别三种密码子 ：3’ cgg 5’ mrna 5’gcc密码子3’翻译过程 1) 氨基酸活化生成， 和氨基酸的复合物） （氨酰－trna生成，即trna和氨基酸的复合物） 氨酰－ 生成 和氨基酸的复合物氨酰-trna合成酶 合成酶 氨酰aa+trna+ntpaa-trna+nmp(核苷磷酸）+ppi(焦磷酸 ) 核苷磷酸） 核苷磷酸 焦磷酸n=a,t,u,g 氨酰－ 氨酰－trna合成酶具有氨酰化和水解脱酰基双重功能 合成酶具有氨酰化和水解脱酰基双重功能真核生物最先形成met-trna(甲硫氨酸 ，原核生物最先形成 甲硫氨酸)， 真核生物最先形成 甲硫氨酸 fmet-trna(n-甲酰甲硫氨酸 甲酰甲硫氨酸) 甲酰甲硫氨酸2) 肽链合成起始核糖体亚基与mrna、met/fmet-trna、起始因子形成复合物， 核糖体亚基与mrna、met/fmet-trna、起始因子形成复合物， 识别起始密码子的过程。 识别起始密码子的过程。真核生物：密码子aug为甲硫氨酸（met）编码，同时作为起 为甲硫氨酸（ 真核生物：密码子 为甲硫氨酸 ）编码，始密码。 始密码。 原核生物：只能辨认甲酰化的甲硫氨酸， n-甲酰甲硫氨酸 原核生物：只能辨认甲酰化的甲硫氨酸，即n-甲酰甲硫氨酸 （ fmet ）核糖体是合成蛋白质的细胞器，其唯一的功能是按照 核糖体是合成蛋白质的细胞器，其唯一的功能是按照mrna的 的 地合成多肽链。 指令由氨基酸高效且精确 地合成多肽链。原核生物： 原核生物：p位：肽酰位—met-trna 位 肽酰位 a位：氨基酰位 成肽 位 氨基酰位—成肽 e位：排出位 排除 排除trna 位 排出位—排除真核生物: 真核生物 无e位 位原核生物核糖体: 原核生物核糖体 70s=30s+50s 三种if（ 三种 （initiation factor）因子参与 ） 真核生物核糖体: 真核生物核糖体 80s=40s+60s: 10种if因子参与 种 因子参与3) 肽链延伸： 肽链延伸：根据mrna密码序列的指导，从n 密码序列的指导， 根据 密码序列的指导 端向c端依次添加氨基酸延伸肽链 端向 端依次添加氨基酸延伸肽链 直到合成终止的过程， ，直到合成终止的过程，又核蛋白 核糖体)循环 体(核糖体 循环 核糖体 循环(ribosomal cycle) ，循环一次增加一个氨基酸 延长因子 (elongation factor): 原核生物： 原核生物：ef-t (ef-tu、ef-ts ), 、 ef-g 真核生物：ef-1、ef-2 真核生物： 、4) 肽链合成终止核糖体ａ位出现 终止密码， 核糖体ａ位出现mrna终止密码，多 终止密码 肽链合成停止，肽链从肽酰－ 肽链合成停止，肽链从肽酰－trna中 中 (p位)释出， mrna、核蛋白体大、小 释出， 位 释出 、核蛋白体大、 亚基等分离， 亚基等分离，肽链合成终止 释放因子（ ）：进入 释放因子（release factor）：进入 ）：进入a 位识别终止密码； 位识别终止密码；诱导转肽酶活性改 变为酯酶活性（ 变为酯酶活性（催化肽酰基转移到水 分子－oh上 分子－oh上，使肽链从核蛋白体上释 放）： 原核生物rf： 原核生物 ：rf-1、rf-2、rf-3 、 、 真核生物rf： 真核生物 ：erf&&&& 08:20:27 07:53:43 07:38:19 15:16:25 13:16:28 16:42:14 14:40:37 14:31:25 14:16:11 14:14:44}